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問1
(1)
ア:③ TCM
イ:⑩ TDM
ウ:④ 光合分波器
エ:⑤ CWDM

補足

・TCM方式(Time Compression Multiplexing：別名：ピンポン方式):1心の光ファイバで双方向通信を実現する方式。デジタル信号の送信パルス列を2倍以上の速度で時間圧縮し、スイッチの切り替えにより上り信号と下り信号を交互に切り替えて1心の光ファイバで双方向通信を実現する。卓球の玉が交互にやり取りされる様子に似ているため、ピンポン方式とも呼ばれる。


TDM(Time Division Multiplexing):デジタル信号にタイムスロットを周期的に割り当てて時間的に多重を行う方式


WDM(波長分割多重:Wavelength Division Multiplexing):1心の光ファイバに複数の波長を多重・分離することにより複数の光信号や上りと下りの光信号を同時に送受信可能とする光通信方式。WDMは波長の密度によって、CWDM (Coarse WDM)とDWDM (Dense WDM)の2種類が存在する。


・CWDMとDWDMの比較


参照：波長多重の詳細（総務省）：
https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/policyreports/joho_tsusin/catv_system/pdf/070315_1_sa1_4.pdf

類題
27年第2回（設備）問１(1)デジタル伝送方式における伝送技術
24年第2回（データ通信）問３(1)光アクセスネットワークの基本伝送技術

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(2)
(ⅰ)
答え:④
解説
①②③ 正しい
④ IP電話で利用される050番号の構成において、050に続く4桁は市内局番(正:事業者の識別番号)であり、電気通信番号と電話が設置された地域(正:IP電話サービスを提供している事業者)とが関係付けられている。

補足


・電話番号体系について
IP電話番号の体系には、「0AB～J番号」と「050番号」の2つが存在する。
「0AB～J番号」は元々、アナログ電話でのみ使われていた電話番号体系であったが、総務省で定められた品質を満たしたIP電話網であれば、「0AB～J番号」を割り当てられるようになった。
※平均遅延は、片方向の値
IP電話に0AB～J型の電話番号を割り当てるためには、総務省が定める通信品質を満たす必要があり、その通信品質は、「接続品質」、「総合品質」、「安定品質」、「ネットワーク品質」の4項目で規定されている。また、FAXや緊急通報が行える必要もある。
・0AB～J番号の品質

※1 接続遅延の詳しい規定文は「事業用電気通信回線設備が電気通信番号送出終了を検出した後、発信側の端末設備等に対して着信側の端末設備等を呼び出し中であること又は着信側の端末設備等が着信可能な状態でないことの通知までの時間が30秒以下であること。」となっている。
※2緊急通報は、110 (警察)、119 (消防)、118 (海上保安本部)との接続の事

・「総合品質」と「ネットワーク品質」の区間イメージ（平成27年改正後）


参照：（総務省）安定品質以外の品質要件の見直し等について：https://www.soumu.go.jp/main_content/000375636.pdf

・IP電話(050)の電話番号構成

・事業者識別番号：事業者ごとに割り当てられている番号。識別番号と事業者の対応表は、総務省が発行している。（「総務省」電気通信番号指定状況：https://www.soumu.go.jp/main_content/000697572.pdf）
・加入者固有番号：事業者が加入者ごとに割り当てる番号

類題
28年第2回（設備）問１(3)(i)VoIP技術を用いた電話サービスなど

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(ⅱ)
答え:③
解説
① IP電話で用いられる音声符号化方式の一つであるPCM方式では、一般に、周波数帯域が300Hz～3.4kHz のアナログ音声信号を4kHz(正:8kHz)で標本化した後に、量子化と符号化を行っている。

② PCM方式における非直線量子化では、小振幅信号に対しては粗い(正:細かい)ステップで、大振幅信号に対しては細かい(正:粗い)ステップでそれぞれ量子化することによって、量子化雑音を小さく抑えている。

③ 正しい

④ ITU-T勧告G.722で規定された音声符号化方式では、符号化の対象帯域が50 Hz～7kHz であり、SB-ADPCM(帯域分割適応差分パルス符号変調)を用いて、符号化データをPCM方式の2倍(※)のビットレートで伝送している。(※PCM方式は64kbit/s。SB-ADPCM方式は、48、56、64kbit/s。いずれにしても1倍以下になる)

補足
・ITU-Tで標準化された音声信号の符号化方式


※PCM符号とPCM符号化方式（PCM方式）について
PCM符号化は、音声アナログ信号から「標本化⇒量子化⇒符号化」という手順でデジタル信号に変換するための符号化技術の事を表しており、CD-ROMやその他の技術にも応用されている（サンプリング周波数や量子化方法は、用途に応じて使い分けられる）。PCM符号化方式（PCM方式）は、ISDNサービスの展開に伴い、デジタル音声通話のために開発されたITU-Tの規格のことで、サンプリング周波数や、非線形量子化の方式などが細かく規定されている。両者は、混同しやすいので注意が必要。

PCM(Pulse Code Modulation)符号化:アナログ信号を「標本化⇒量子化⇒符号化」という手順でデジタル化する方法
・標本化（サンプリング）：一定の間隔（サンプリング周期）でその時の値（標本値）を採取する
・量子化：アナログ値である標本値は無限個存在するが、それを有限個の値に区切る。量子化の過程で、ある範囲内にある標本値は、同一値になる。量子化によって情報が失われてしまう事を量子化雑音という。
・符号化：量子化によって区切られた値を、1と0のパルス値に変換する。


・PCM符号化方式における標本化について
人間が話す音声を明瞭に聞き取れる音声帯域は 300Hz～3.4kHzとされている。シャノンのサンプリング定理に基づき、元の波形を復元するには、原音の周波数の2倍以上で標本化（サンプリング）することが必要であるとされているため、ＩＰ電話におけるPCM符号化方式では、300Hz～3.4kHzの2倍以上である、8kHzで標本化が行われる。

・非直線量子化
量子化ステップ（目盛り）が等間隔である直線量子化と比較して、等間隔でない量子化ステップを使って量子化する方式。振幅の小さい波形（小さい音）に対しては、細かい量子化ステップを使用し、振幅の大きい（大きい音）に対しては、粗い量子化ステップを使用する。一般的に音声信号は、振幅の小さい波形が全体を占める割合が多く、非直線量子化を使用した方が出現頻度の多い小さい波形の量子化雑音を抑えることができるため、信号全体のSN比(信号雑音比)も改善される。


CS-ACELP(Conjugate Structure - Algebraic Code Excited Linear Prediction)の仕組み
音声信号を10msずつ区切って、コードブックの波形パターンから類似しているものを選択し、その波形パターン番号、音声のピッチ、大きさ、その他の音声情報を合わせて80bitの符号情報として1秒に100回の速度で送信する(80bit×100回=8kbit/s)。受信側では、コードブックを使用して、波形パターン番号とその他の情報から音声を再現することができる。実際の波形ではなく波形パターン番号を送ることにより飛躍的に伝送する情報量を減らすことができる。


SB-ADPCM(Sub-Band Adaptive Differential Pulse Code Modulation:帯域分割適応差分パルス符号変調)について
SB-ADPCMは、テレビ会議や電話会議など高音質な音声が求められる通信において、50～7kHzの広帯域音声を対象に使われる符号化技術。QMF（Quadrature Mirror Filter）フィルタと呼ばれるフィルタを用い、音声を低周波数帯と高周波数帯に分けて、それぞれにADPCM符号化を行う。低周波数帯域では、1サンプルあたり4、5、6bitで量子化を行い（ここでの選択により、ビットレートが48、56、64kbit/sに変化する）、高周波数帯では、1サンプルあたり2bitで量子化が行われる。


【参考】
ADPCM(adaptive differential pulse code modulation:適応差分PCM):適応予測と適応量子化を使用した差分PCM方式。PCM方式と同等の音声品質を保ちながら、32kbit/s(PCM符号化方式の1/2）で伝送することができる。PHSなどで使用される。

＜ADPCMで使用される技術＞
ADPCMでは、適用予測と適応量子化を使って、情報量を削減している。
・差分PCMと、それを応用した適用予測
音声は、連続性のある波形のため、隣接する1つ前の値から大きく変化することは少ない。そのため、波形の振幅値ではなく一つ前の値からの差分値を用いた方が、1サンプル当たりの情報を少なくできる（例えば、最大の差分量が128値で表せれば、8bit(256値）⇒7bit(128値）を使うことができる）。このように差分信号を量子化する方式を差分PCM（DPCM）という。更に、音声情報は、過去の信号と密接に関係しているため、将来の信号の予測を立てやすい。その特性を利用し、将来の音声信号の予測を立て、実際の信号とその予測値との差分値を伝送信号として使うことで更に情報量を減らすことができる。この技術を適用予測といい、ADPCMで使われている。


・適応量子化
差分PCMにおける差分値を更に圧縮するため、振幅の変化が急激な部分は量子化ステップを大きくし、変化が緩やかな部分は量子化ステップを小さくすることで圧縮効率を更に上げることができる。


類題
28年第2回（設備）問１(3)(ii)IP電話で利用される音声の符号化技術
(IP電話の品質基準についての詳細な説明)
25年第2回（設備）問３(1)IP電話網における音声伝送品質

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(3)
(ⅰ)
答え:①
解説
① 正しい

② IPv6において、リンク上に存在する全てのノード宛の通信には、IPv4と同様にブロードキャストアドレス（※）が使用される。（※IPv6では、ブロードキャストはマルチキャストの特殊なケースであると定義され、ブロードキャストアドレスは定義されていない）

③ IPv6のアドレス長は128ビットであり、16ビットごとにドット記号(正：コロン記号)で区切って16進数で表記される。ドット記号(正：コロン記号)で先区切られたフィールドにおいて頭から連続する0は表記の省略が可能である。

④ IPv6のグローバルユニキャストアドレスは、一般に、グローバルID（正:グローバルルーティングプレフィックス）、サブネットID及びインタフェースIDで構成され、サブネットIDは通常64ビット長（正:通常16ビット長）である。

補足
・IPv6における通信範囲について
IPv6において通信範囲を指定するアドレスの種類は、ユニキャスト、エニーキャスト、マルチキャストの3つ。
ちなみにブロードキャストアドレスは、IPv6では、マルチキャストアドレスの特別の場合としてマルチキャストアドレスの一部として扱われる。
ユニキャストアドレス：特定の1つの相手を指定するためのIPアドレス。
エニーキャストアドレス：任意のグループに割り当てられるIPアドレス。エニーキャストアドレスを指定して送信すると、そのグループで経路的に一番近いホストが受信する。DNSルートサーバなどが利用する特殊なアドレス。
マルチキャスト:あらかじめ定められたグループに対して、そのグループを指定して送信するためのIPアドレス。

メトリック：目的のネットワークにたどり着くための経路の最適性を評価するため各経路に付加される値。例えばディスタンスベクタ型のRIPでは目的地までのホップ数、リンクステート型のOSPFでは経路の帯域幅などを考慮に入れたコスト値が使われる。

・IPv6アドレスの表現方法
<基本構成>
IPv6のアドレスサイズは128bitであり、そのアドレス表記は16bitずつ8個のブロックに分けて16進数で表し、ブロック間をコロン記号で区切る
・16bitずつ8個のブロックに分けられて表記される（計128bit）
・各ブロックは、「：」（コロン）で分けられる
・各ブロックは、16進数の4桁で表される
（例）2001:0DB8:0123:4567:89AB:CDEF:1234:5678

<アドレスの省略>
①「:0000:」は、「:0:」と省略できる。
(例)2001:0DB8:0000:1234:0000:5678:0000:1234
  →2001:0DB8:0:1234:0:5678:0:1234

②各4桁内の先頭の0は省略できる。
(例)1234:1234:0123:0012:0001:1234:1234:1234
→1234:1234:123:12:1:1234:1234:1234

③「:0000:」が連続で続く場合は、「::」と省略できる。ただし、1つのアドレスにつき1か所のみにしか適用できない。
(例1)2001:0DB8:0000:0000:0000:EF01:1234:5678
→2001:0DB8::EF01:1234:5678
(例2)2001:0DB8:0000:0000:1234:0000:0000:5678
→2001:0DB8::EF01:1234:0:0:5678 (※2か所以上の場所に「::」の省略を適用できない)

・グローバルユニキャストアドレスの構成



ネットワークプレフィックス：グローバルルーティングプレフィックスとサブネットIDで構成される部分
グローバルルーティングプレフィックス：ISPから割り当てられる部分
サブネットID:組織でサブネットを識別するためのID
インタフェースID：ホストを識別するためのID

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(ⅱ)
答え:
解説
①③④ 正しい

② ICMPv6における近隣探索の機能では、IPv6ホスト自身がIPv6アドレスを自動的に設定するステートフルアドレス自動生成機能（正:ステートレスアドレス自動生成機能）、IPv6アドレスが同一リンク上の他のノードで利用されていないことを確認する重複アドレス検出機能などが利用されている。

補足
・ICMPv6（Internet Control Message Protocol for IPv6）:ICMPv6では、IPv4で使用されていたICMPのエラー検出やネットワーク情報の取得のようなオプション的な役割だけでなく、IPv4のARPに相当する近隣探索機能、IPv6アドレス重複検出機能、マルチキャスト機能などが含まれており、IPv6ネットワークにおける重要なプロトコルの1つとなっている。


パスMTU探索（経路MTU探索）:送信元ホストが、送信元からあて先の経路の間のルータにおいて分割処理が起こらずに最大スループットになるようなMTUを探索すること。
※MTU(Maximum Transmission Unit):データリンク層において1フレームで送ることができる最大データサイズ

近隣探索機能：IPv4におけるARPに相当する機能。IPv6アドレスからMACアドレスを解決する機能や、ステートレスアドレス自動生成機能におけるプレフィックス(ルータの情報)を発見する機能、同一リンク内でアドレス重複があった場合の検出機能などが含まれる。
マルチキャストリスナー探索：そのマルチキャストグループ（マルチキャストの受信者）に所属するノードを探索する機能

・IPv6アドレスの自動生成
ステートレスアドレス自動生成:DHCPがない状態でも、ネットワークのプレフィックス(ルータの情報)とインタフェースIDを使用してIPアドレスを自己生成する方式。グローバルアドレスの生成までのルータとの通信は、リンクローカルアドレスが使われる。
ステートフルアドレス自動生成:DHCPサーバでIPアドレスを管理し、ノードに割り振る方式。DHCPサーバによるホストの集中管理が可能。DNSサーバの設定も行うことができる。グローバルアドレスまでのDHCPサーバとの通信には、リンクローカルアドレスが使われる。

・DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）：ネットワーク内のホストに対して自動的にIPアドレスなどの情報を設定するためのプロトコル

・IPv6アドレスの種類
グローバルアドレス:全世界で一意のアドレス。IPv4のグローバルアドレスと同じ。
サイトローカルアドレス:IPv4でいう、プライベートアドレス。自組織内で使用される
リンクローカルアドレス:ノードが直接つながっているセグメント内のみで有効（ルーティングはされずルータを越えることができない）。インタフェースがリンクアップすると自己生成される。

・DNSのリソースレコードについて
DNS上の情報は、レコードと呼ばれる単位により保管されており、扱う情報に応じてリソースレコードタイプと呼ばれる識別子がついている。

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